物理化学上册习题解.docxVIP

解题人：诸荣孙物理化学上册习题解

解题人：诸荣孙

1

第一章气体pVT性质

1-1物质的体膨胀系数α,与等温压缩系数K,的定义如下：

试导出理想气体的αy、k,与压力、温度的关系?

解：对于理想气体，pV=nRT

1-2气柜内有121.6kPa、27℃的氯乙烯(C?H?Cl)气体300m3,若以每小时90kg的流量输往使

用车间，试问贮存的气体能用多少小时?

解：设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为

每小时90kg的流量折合p摩尔数为

n/v=(14618.623÷1441.153)=10.144小时

1-30℃、101.325kPa的条件常称为气体的标准状况。试求甲烷在标准状况下的密度。

解：

1-4一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g。充以4℃水之后，总质量为125.0000g。若改

用充以25℃、13.33kPa的某碳氢化合物气体，则总质量为25.0163g。试估算该气体的摩尔质量。

n=m/M=pV/RT

1-5两个体积均为V的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密封着标准状况条件下的空气。若将其中一个球加热到100℃,另一个球则维持0℃,忽略连接管中气体体积，试求该容器内空气的压力。

解：方法一：在题目所给出的条件下，气体的量不变。并且设玻璃泡的体积不随温度而变化，

则始态为n=n??+n??=2p,V/(

则始态为

终态(f)

终态(f)

解题人：诸荣孙物理化学上册习题解

解题人：诸荣孙

2

1-60℃时氯甲烷(CH?Cl)气体的密度p随压力的变化如下。试作p/p-p图，用外推法求氯甲烷的

相对分子质量。

P/kPa

101.325

67.550

50.663

33.775

25.331

p/(g·dm3)

2.3074

1.5263

1.1401

0.75713

0.56660

解：将数据处理如下：

P/kPa

(p/p)/(g·dm3·kPa)

作(p/p)对p图

101.325

0.02277

67.550

0.02260

50.663

0.02250

33.775

0.02242

25.331

0.02237

p

当p→0时，(p/p)=0.02225,则氯甲烷的相对分子质量为

M=(plp),?RT=0.02225×8.314×273.15=50.529g·mol-1

1-7今有20℃的乙烷-丁烷混合气体，充入一抽真空的200cm3容器中，直至压力达101.325kPa,测得容器中混合气体的质量为0.3879g。试求该混合气体中两种组分的摩尔分数及分压力。

解：设A为乙烷，B为丁烷。

=30.0694y?+58.123y?

Y?+yg=1

联立方程(1)与(2)求解得yg=0.599,yg=0.401

(1)

(2)

PA=y?P=0.401×101.325=40.63kPa

PB=yP=0.599×101.325=60.69kPa

1-8试证明理想混合气体中任一组分B的分压力pa与该组分单独存在于混合气体的温度、体积

条件下的压力相等。

解：对于理想混合气体

解题人：诸荣孙物理化学上册习题解

解题人：诸荣孙

3

分压

该组分单独存在于混合气体的温度、体积条件下的压力为

(1)

(2)

从式(1)与式(2)显然可见，理想混合气体中任一组分B的分压力p与该组分单独存在于混合气

体的温度、体积条件下的压力相等。

1-9如图所示一带隔板的容器中，两侧分别有同温同压的氢气与氮气，二者均克视为理想气体。

H?3dm2

PT

N?1dm

pT

(1)保持容器内温度恒定时抽去隔板，且隔板本身的体积可忽略不计，试求两种气体混合后的

压力。

(2)隔板抽去前后，H?及N?的摩尔体积是否相同?

(3)隔板抽去后，混合气体中H?及N?的分压力之比以及它们的分体积各为若干?

解：(1)抽隔板前两侧压力均为p,温度均为T。

得：n?=3nv

而抽去隔板后，体积为4dm3,温度为，所以压力为

(1)

(2)

比较式(1)、(2),可见抽去隔板后两种气体混合后的压力仍为p.

(2)抽隔板前，H,的摩尔体积为Vm=RT/p,N,的摩尔体积Vx,=RT/p

抽去隔板后

Va=nn?Vm.h?+nx?VmN?=nRT/p=(3nv,+nx,)RTlp

∵nμ,=3nv;

所以有Vm=RT/p,Vmx?=RT/p

可见，隔板抽去前后，H?及N?的摩尔体积相同。

(3)

;所以有

;

解题人：诸荣孙物理化学上册习题解

解题人：诸荣孙

4

1-10氯乙烯、氯